PyTorch LSTM 单步、多步时间预测

PyTorch LSTM 单步、多步时间预测

多维输入、多维输出;单步预测、多步滚动预测

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim

class LSTMModel(nn.Module):
    def __init__(self, input_dim, hidden_dim, num_layers, output_dim):
        super(LSTMModel, self).__init__()
        self.hidden_dim = hidden_dim
        self.num_layers = num_layers
        self.lstm = nn.LSTM(input_dim, hidden_dim, num_layers, batch_first=True)
        self.fc = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)

    def forward(self, x):
        h0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_dim).to(x.device)
        c0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_dim).to(x.device)
        out, _ = self.lstm(x, (h0, c0))
        out = self.fc(out[:, -1, :])
        return out

# 超参数
input_dim = 400
hidden_dim = 64
num_layers = 2
output_dim = 1
num_epochs = 100
learning_rate = 0.001
batch_size = 32

# 初始化模型、损失函数和优化器
model = LSTMModel(input_dim, hidden_dim, num_layers, output_dim)
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)

# 示例训练代码(假设已经定义了train_loader)
for epoch in range(num_epochs):
    for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader):
        model.train()
        outputs = model(inputs)
        loss = criterion(outputs, labels)
        optimizer.zero_grad()
        loss.backward()
        optimizer.step()
        if (i+1) % 100 == 0:
            print(f'Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Step [{i+1}/{len(train_loader)}], Loss: {loss.item():.4f}')

# 保存模型
torch.save(model.state_dict(), 'lstm_model_single_step.pth')

# 多步预测函数
def multi_step_predict(model, input_seq, future_steps):
    model.eval()  # 切换到评估模式
    predictions = []

    input_seq = input_seq.unsqueeze(0)  # 增加batch维度,shape变为 (1, seq_len, input_dim)

    for _ in range(future_steps):
        with torch.no_grad():  # 禁用梯度计算
            pred = model(input_seq)  # 预测下一个时间步
        predictions.append(pred.item())  # 存储预测值

        # 更新输入序列,将预测值添加到末尾,并移除最早的一个时间步
        input_seq = torch.cat((input_seq[:, 1:, :], pred.unsqueeze(0).unsqueeze(2)), dim=1)

    return predictions

# 示例调用
initial_input_seq = torch.randn(1, 155, 400)  # 假设这是的初始输入
future_steps = 10
predictions = multi_step_predict(model, initial_input_seq, future_steps)
print(predictions)
相关推荐
梦梦代码精35 分钟前
《全栈开源智能体:终结企业AI拼图时代》
人工智能·后端·深度学习·小程序·前端框架·开源·语音识别
kebijuelun2 小时前
FlashInfer-Bench:把 AI 生成的 GPU Kernel 放进真实 LLM 系统的“闭环引擎”
人工智能·gpt·深度学习·机器学习·语言模型
吨吨不打野2 小时前
CS336——2. PyTorch, resource accounting
人工智能·pytorch·python
Dev7z3 小时前
基于LSTM与集成学习融合的光伏发电功率预测系统设计与实现(MATLAB实现)
lstm·集成学习融合·光伏发电功率预测
亚里随笔4 小时前
超越LoRA:参数高效强化学习方法的全面评估与突破
人工智能·深度学习·机器学习·lora·rl
雍凉明月夜4 小时前
深度学习之目标检测yolo算法Ⅱ(v4)
深度学习·算法·yolo·目标检测
一瞬祈望5 小时前
⭐ 深度学习入门体系(第 20 篇): 如何从 0 到 1 训练一个稳定、可复现的深度学习模型
人工智能·深度学习
燕双嘤5 小时前
深度学习:激活函数,优化器
人工智能·深度学习
HyperAI超神经6 小时前
实现高选择性底物设计,MIT联手哈佛用生成式AI发现全新蛋白酶切割模式
人工智能·深度学习·机器学习·开源·ai编程
山土成旧客6 小时前
【Python学习打卡-Day42】打开深度学习“黑箱”:从Hook回调到Grad-CAM可视化
python·深度学习·学习